Epidemiologien af ​​Parkinsons sygdom i Kroatien og indflydelsen af ​​genetiske faktorer og mikrobiota på sygdommens progression og behandlingsresultater (GiOPARK) (GiOPARK)

Parkinsons sygdom (PD) er den næsthyppigste neurodegenerative sygdom, som rammer 2-3% af den generelle befolkning over 65 år. Der er betydelige forskelle i forekomst afhængig af geografisk placering, race og etnicitet. Den nøjagtige årsag til sygdommen er stadig ukendt, men genetiske og miljømæssige faktorers rolle er allerede blevet fastslået. Visse genetiske former for sygdommen udgør en lille procentdel, så det menes, at miljøfaktorer har en mere væsentlig indflydelse på udviklingen af ​​sygdommen. Forekomsten af ​​PD er højere hos personer, der udsættes for betydelige mængder pesticider og traumatisk hjerneskade, mens der er en mindre forekomst hos rygere og personer, der indtager større mængder koffein.

Desuden betragtes intestinal og oral mikrobiota som en væsentlig faktor i patogenesen af ​​sygdommen på grund af den opdagede blomsterubalance hos mennesker, der lider af PD. På dette tidspunkt er det uvist, om dysbiosen af ​​tarmmikrobiotaen går forud for sygdommen, eller om den er resultatet af den forstyrrede neuronale kommunikation af lever-hjerne-aksen. Da der hidtil ikke har været en ordentlig epidemiologisk undersøgelse udført i Kroatien, er der ingen viden om antallet af tilfælde af PD forbundet med genetiske og miljømæssige faktorer, hvilket gør dette projekt mere videnskabeligt og socialt påvirkende.

En specifik patofysiologisk hændelse ved PD er tabet af neuroner i substantia nigra sammen med akkumuleringen af ​​det intracellulære protein α-synuclein i hele centralnervesystemet. Det er vigtigt at bemærke, at PD er asymptomatisk i en længere periode, da symptomerne først begynder at manifestere sig, når der er et tab på mere end 70-80% af dopaminerge neuroner. Dysfunktion af gliaceller, celler der normalt er ansvarlige for at opretholde homøostatiske tilstande i centralnervesystemet ledsager PD. Dysfunktionen fører til neuroinflammation og mikroglial aktivering, fagocytose og ødelæggelse af neuroner. På den anden side er der mangel på en ordentlig ernæringsmæssig og reparerende reaktion fra astrocytter, gliaceller involveret i neurobeskyttelse og skadesreparation i CNS. Desværre er der stadig ingen specifik biomarkør kendt for PD, men ændringer af neurodegenerative, ernæringsmæssige og immunologiske markører i disse lidelser muliggør eksperimentel overvågning af sygdomsprogression. Nyere forskning foreslog en sammenhæng mellem tarmmikroflora og gliaceller under fysiologiske tilstande, men også i patogenesen af ​​forskellige neurodegenerative lidelser. Det menes i øjeblikket, at de første patofysiologiske ændringer sker inde i tarmens nervesystem, som er i direkte kontakt med tarmens mikroflora. På denne måde kunne den intestinale mikrobiota modulere patogenesen af ​​PD og bidrage til den interindividuelle variabilitet af den kliniske præsentation. Selvom et lille antal undersøgelser fokuserede på denne del af patogenesen af ​​sygdommen, er den reelle effekt af tarm- og oral mikroflora dysbiose på patogenesen af ​​PD ikke fastslået. Der har heller ikke været nogen undersøgelser, der udforsker forholdet mellem genetiske og miljømæssige faktorer, hvilket gør prospektive undersøgelser med de novo PD-patienter nødvendige for at kaste lys over de gennemsnitlige virkninger af dysbiosen på sygdomsprogression og behandlingsresultat.

Projektet afsluttes om fire år, hvor de første 20 måneder er dedikeret til første fase (genetisk-epidemiologisk forskning), og hele de 48 måneder for anden fase af projektet (fremadrettet klinisk forskning) Deltagere: Forskergruppen i den første fase af forskningen omfatter patienter med PD i hele Republikken Kroatien. Befolkningen vil omfatte alle de tilgængelige ramte, der i øjeblikket bor i Kroatien, og som er medlemmer eller arbejder med den kroatiske PD-patientforening. Den estimerede respons er 10% af PD-populationen (500-750 patienter). Patienterne vil udfylde de epidemiologiske spørgeskemaer, og patienter med familiær PD vil blive udvalgt. Den forventede fremkomst af den arvelige form af sygdommen i PD-populationen er omkring 10-15% (50-75). Den anden fase af forskningen (prospektivt klinisk forsøg) omfatter to emnegrupper. Den første består af patienter fra de kliniske hospitalscentre i Rijeka, som endnu ikke er blevet aktivt behandlet (narkotika-naive), mens den anden vil bestå af raske kontroller i samme aldersgruppe. Måltallet for forsøgspersoner i begge disse to grupper er 50. Inklusionskriterier for deltagelse af lægemiddelnaive patienter er en bekræftet PD-diagnose i henhold til Movement Disorder Society Clinical Diagnostic-kriterierne. Den raske kontrolgruppe vil bestå af deltagere fra samme aldersgruppe med samme ernæringsstatus (body mass index), samt bor i samme geografiske område som testgruppen. Eksklusionskriterier for deltagelse omfatter unikke kostplaner, kronisk tarmsygdom, enhver autoimmun lidelse, akutte infektionssygdomme, akut aktiv inflammation, patienthistorie positiv for betydelige gastrointestinale kirurgiske procedurer og et aktivt antibiotikum, probiotisk, kosttilskud, kortikosteroider og immunsuppressive lægemidler.

Første fase - genetisk-epidemiologisk undersøgelse (20 måneder): I de første ni måneder vil der i hele Kroatien blive rekrutteret deltagere, som er medlemmer eller arbejder med den kroatiske PD-patientforening. I slutningen af ​​det første år af forskningen vil deltagerne få sekventeret hele deres exomer ved hjælp af næste generations sekventering (NGS), for at finde genetiske varianter hos kroatiske patienter. Gennem andet forskningsår planlægges resultatanalyse og formidling samt rådgivning af deltagere med en bekræftet familiær variant af sygdommen. Til dette formål vil deltagerne give blodprøver til genetisk analyse. Måltallet for forsøgspersoner i denne fase af forskningen er 50. Deltagerne vil også blive bedt om at udfylde flere strukturerede undersøgelsesskemaer, som skal give et skøn over deltagerens genetiske baggrund sammen med information om deres biorytme, søvnmønstre, kost, livsmål og generel stress.

Anden fase - et prospektivt klinisk studie (48 måneder): Udvælgelse af deltagere vil blive gennemført i hele det første år af det kliniske studie. Følgende tidsintervaller vælges til kontrolbesøg: baseline; 6 måneder, 12 måneder, 24 måneder og 30 måneder. Resultatanalysen og formidlingen er planlagt i de sidste to års forskning. Hver deltager i undersøgelsen vil få deres exom sekventeret med NGS, med fokus for det meste på dele, der har en kendt indvirkning på patogenesen af ​​PD. Både patienterne og den raske kontrolpopulation vil også få bestemt deres mikrobiotasammensætning med NGS, såvel som deres funktionelle tilstand gennem analyse af den kortkædede fedtsyresammensætning, kendte metaboliske produkter fra mikrobiotaen. ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) vil blive brugt til at vurdere den inflammatoriske tilstand, gliafunktioner og sygdomsprogression vil også blive bestemt gennem specifikke markører i deltagerens serum- og plasmaprøver. Fluorescerende korrelationsspektroskopi (FCS), mere specifikt Thioflavin T (ThT) fluktuerende intensitet fluorescerende analyse (FIFA) vil blive brugt til at bestemme eksistensen af ​​patologiske konformationsproteinformer og deres relation til sygdommens grad og terapi. Det er for disse metoder, at deltagerne vil blive bedt om at give en blod-, afførings- og spytprøve. Sygdomsudviklingen vil også blive overvåget med transkraniel B-mod sonografi og magnetisk hjerneresonans.

Exome-sekventeringen vil blive udført ved baseline, mens analysen af ​​mikrobiotas sammensætning og funktion vil blive udført ved det første og sidste kontrolbesøg. Biomarkøranalyse, proteinkonformationsanalyse og neuro-radiologiske metoder vil blive udført ved hver kontrolundersøgelse. Fra det første besøg vil deltagerne blive bedt om at udfylde flere strukturerede undersøgelsesspørgeskemaer, som vil give et skøn over deltagerens genetiske baggrund sammen med information om deres biorytme, søvnmønster, kost, livsmål og generel stress. Desuden vil deltagernes kognitive tilstand blive evalueret gennem validerede tests som Mini-Mental State Examination (MMSE) og Montreal Cognitive Assessment (MoCA), mens de generelle ikke-motoriske symptomer vil blive evalueret ved hjælp af ikke-motoriske symptomer. Motor Symptoms Questionnaire (NMSQ) og Non-Motor Symptoms Scale (NMSS). Patienter vil også blive evalueret ved hjælp af UPDRS (Unified Parkinsons disease rating scale), den mest fremtrædende skala i PD.

Hovedmålet med den første fase af projektet er at bestemme, hvilke genetiske mutationer der er de mest repræsenterede i den kroatiske befolkning, der er ramt af den familiære form for PD. I anden fase er hovedmålet at bestemme genetiske faktorers og mikrobiologiske faktorers indflydelse på sygdommens progression samt på behandlingsresultaterne. Specifikke mål med denne del af projektet er at bestemme, hvor mange patienter i den generelle population af PD-patienter, der har en genetisk lidelse, og hvilke gener der spiller en rolle i denne lidelse, samt at bestemme sammensætningen af ​​tarm- og oralmikrobiota både i patienttestgruppe og den raske kontrolgruppe. Specifikke mål er endvidere at evaluere virkningerne af standard PD-behandling på mikrobiotas sammensætning, neurodegenerationsprogression og aktiviteten af ​​neuroinflammation i CNS og at undersøge, om der er en sammenhæng mellem mikrobiotas fysiologiske og patofysiologiske funktion ved hjælp af markører for sygdomsprogression og gliaaktivitet. Sidste specifikke mål er at analysere potentielle patologiske konformationsproteinformer, der kunne bruges som en biomarkør i tidlige stadier af sygdommen og en biomarkør for sygdomsprogression.

Den første fase af undersøgelsen vil give de første epidemiologiske data om den familiære form for PD, såvel som de mutationer, der er mest repræsenteret hos patienter med PD i Kroatien. Derudover vil det prospektive kliniske studie bidrage til at oplyse om de sammenflettede effekter af genetiske og miljømæssige faktorer i sygdommens opståen og progression, samt deres effekt på behandlingsresultatet. Intestinal og oral mikrobiotasammensætningsanalyse vil afgøre, om der er forskel mellem PD og den raske befolkning, mens brug af den kortkædede fedtsyreprofil vil bestemme de metaboliske forskelle mellem de to grupper. Analyse af markørerne for CNS-homeostase, inflammation og neuroglial funktion vil bestemme udviklingen af ​​sygdommen og også korrelere dem til genetiske faktorer samt mikrobiotaens funktion og sammensætning. Analyse af de patologiske konformationsformer af alfa-synuclein kan føre til opdagelsen af ​​nye biomarkører i de tidlige stadier af sygdommen, såvel som til at følge sygdommens progression